B.自調(diào)諧振動吸收裝置(STVA)自調(diào)諧振動吸收裝置也是一種共振體,只是該裝置可以通過一些簡單的電路自動進行調(diào)諧從而減小實際振動,如圖 3-9所示。
在機身裝有一個加速度傳感器,探測一定頻率范圍內(nèi)的振動,并且產(chǎn)生電流給一個與配重相連的馬達,馬達可以移動兩個配重塊來改變共振體質(zhì)量分布,從而改變共振體振動的頻率以達到降低實際的振動值。STVA一般被用于大型、復(fù)雜的直升機上,例如 CH47就是有三個這樣的裝置,分別位于駕駛員坐椅下,以及前機頭飛行儀表板的后面。
另一種是用在西科斯 S76直升機上的自調(diào)諧振動吸收器,其工作也是利用共振體的原理,只是該裝置是利用液壓動力進行調(diào)諧的,如圖 3-10?梢钥吹皆撗b置包含有動態(tài)慣性體(或者質(zhì)量),支撐在一個基座上。慣性體通過銷釘和襯套連接到一個框架上,彈簧預(yù)施加一對相反的作用力。當(dāng)振動被慣性體
感受時,慣性體就做與振動相反的運動,這樣就產(chǎn)生一個抵消振動的力。通過兩個液壓柱塞改變彈簧的預(yù)施加力的大小,從而調(diào)諧慣性體的振動與主槳葉轉(zhuǎn)速相匹配。
控制機構(gòu)包含一個裝在主減速箱上的槳葉轉(zhuǎn)速傳感器,為控制器提供轉(zhuǎn)速信號。一個與液壓柱塞相連的電位計,為控制器提供柱塞實際位置信號,控制器比較兩個信號。一旦轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,控制器根據(jù)變化大小給伺服活門一個電信號,使液壓流向柱塞一端或另一端,使柱塞伸長或縮短,從而改變彈簧的預(yù)施加力。
該裝置安裝在前機頭艙,用于減小駕駛艙區(qū)域的振動。
圖 3-9某直升機的自調(diào)諧振動吸收裝置
圖 3-10電動液壓減振裝置
C.槳轂減振器該裝置安裝于槳轂上,吸收其振動以使振動不會傳遞到直升機機身結(jié)構(gòu)上。其
基本結(jié)構(gòu)包含一個由球形樞軸連接支撐的重物,靜止時重物被幾個相同的張力彈簧固定在一個固定位置,運動中重物可以克服張力彈簧在任何水平方向上移動。類似于共振體,該重物也會根據(jù)產(chǎn)生的振動而做與之相反的運動,減小振動的影響,如圖 3-11所示。
圖 3-11槳轂減振器
D.槳轂減振板(BIFILAR)
此為另一種在振動傳遞到機體結(jié)構(gòu)之前消除或者減小主槳轂頭產(chǎn)生振動的方法。這種吸振裝置通常包括兩個各有四個成 “X”型的鋁材鍛件減振板。每個減振板被制成 “I”型切面結(jié)構(gòu),以實現(xiàn)最小的重量達到最大剛度的要求。在減振板末端通過兩個懸擺式的短軸連接有一個獨立的配重組件。每個減振板都被設(shè)計成吸收特定的振動,如圖 3-13所示為一種典型的槳轂減振板安裝示意圖,上面的減振板是用來消除 5:1(5R)振動,下面的減振板是用來消除 3:1(3R)振動。
槳轂減振器裝置主要應(yīng)用在西科斯基直升機上(例如:S76、S92等等),在一些東歐直升機上也有類似的裝置,如 Mil 17。
這種振動吸收裝置最初應(yīng)用在電力工業(yè)上,大型發(fā)電機的高速運轉(zhuǎn)渦輪會因為振動的影響而縮短其使用壽命,為了解決這個問題在渦輪機匣上通過一個小軸連接有一個配重。配重的質(zhì)量被設(shè)計成相當(dāng)于最大可預(yù)判的不平衡動量,而柱軸的彈性可以調(diào)節(jié)配重的固有頻率與渦輪產(chǎn)生共振,這就是最初的減振原型。當(dāng)渦輪開始旋轉(zhuǎn)時,配重會與不平衡位移發(fā)生共振,產(chǎn)生與其相反的力,從而吸收掉最初的振動,保持渦輪良好的平衡狀態(tài),不受振動的影響。
每片直升機的主槳葉片都會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的振動載荷,也就是作用于和反作用于主槳葉旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)的力。然而,其它的主槳葉還存在著頻率等于主槳葉片數(shù)量加一和減一的其他振動。例如在 S76那樣擁有四片主槳葉的直升機,存在著 3R(3:
1)和 5R(5:1)的不平衡振動,其共同作用下機體反應(yīng)出 4R(4:1)振動的原因。
利用一個小的配重,并且調(diào)諧到與要求的頻率發(fā)生共振。但為了使配重自身的固有振動頻率足夠高到可以與 3R或 5R的振動發(fā)生共振,設(shè)計中槳轂減振板的長度就要求很小,這顯然不切實際。更實際有效的減振板設(shè)計則由改變 “調(diào)諧銷釘 ”的直徑來改變固有頻率的大小。
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